ISP | 色彩校正矩陣
基本概念卢瑟条件卢瑟条件(Luthercondition)大意是说三个线性无关的原色,经过混合能够表示任意一种颜色。WhatisCCM&WhyCCMCCM的全称为ColorCorrectionMatrix,即为色彩校正矩阵。如下图所示:由于相机的颜色匹配特性通常不满足卢瑟条件(也就是说sensor的RGB响应通常不是线性无关的),即相机的颜色匹配特性与CIE标准观察者之间并不存在线性关系。因此,我们需要某种方法来校正相机的特性,使其接近标准观察者。在实际的ISP处理中,这种方法通常以3x3矩阵的形式出现,称为色彩校正矩阵(colourcorrectionmatrix)CCM的作用主要...
基本概念卢瑟条件卢瑟条件(Luther condition)大意是说三个线性无关的原色,经过混合能够表示任意一种颜色。
What is CCM & Why CCMCCM的全称为Color Correction Matrix,即为色彩校正矩阵。如下图所示:
由于相机的颜色匹配特性通常不满足卢瑟条件(也就是说sensor的RGB响应通常不是线性无关的),即相机的颜色匹配特性与CIE标准观察者之间并不存在线性关系。因此,我们需要某种方法来校正相机的特性,使其接近标准观察者。在实际的ISP处理中,这种方法通常以3x3矩阵的形式出现,称为色彩校正矩阵(colour correction matrix)
CCM的作用主要有两个:其一就是完成了sensor_RGB色彩空间到sRGB色彩空间的转换,其二是使得相机的颜色匹配特性满足卢瑟条件,具体效果如下图所示:
算法设计ISP pipeline一般在Demosic后,首先进行RGB域的2D去甚至3D去噪(为了避免CCM破坏噪声形态),然后再做CCM。而因为后续的Gamma也会对色彩有影响,故做CCM的时候需要提前导入Gamma表,一条Gamma曲线也只对应一个CCM。
目标函数如下为多项式拟合方法的实现方式:
根据24色卡的拍摄Raw图及目标数据,求色彩校正矩阵,使输出Raw图与目标图片数据差异最小。
我们采用24色块数据,这里
表示第i个色块的RGB三通道的标称值/目标值,
表示第i个色块的RGB三通道的测量值。
是一个3*3的矩阵,称为色彩校正矩阵, 如下:
约束条件【白平衡约束】
原本R=G=B的颜色在经过CCM变换后保持R’=G’=B’,数学展开为:
因R=G=G,故白平衡约束可简化为:
转换为一般约束方程组:
【偏差约束】
在LAB域24色中计算结果和标称值and/or辅助目标值的最大偏差和平均偏差
这里的偏差指的是LAB域的△E或△C,定义为:
最大偏差:
【权重约束】
24色的各自权重。上述最大偏差和平均偏差可经由权重调整。权重矩阵,如下: